Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газовоздушной или паровоздушной смеси.

При аварии в резервуарном парке количество газа Q (т) или пара берется: 30% от объема наибольшего резервуара с бензином, 20% - с нефтью. При аварии на трубопроводе - до 20% вытекшей нефти и 50% вышедшего газа. При аварии на автотранспорте – 4 т бензина, 3 т пропана. При аварии на железной дороге - 10 т бензина, 7 т нефти, 15 т пропана. Величина дрейфа газовоздушного облака принимается равной 300 м в сторону предприятия.. При оценке ситуаций принимаются наихудшие метеоусловия: скорость ветра 1 м/с, температура воздуха +20°С, направление ветра на предприятие.

При взрыве паро- и газовоздушной смеси (рис.3.1.) выделяют зону детонационной волны с радиусом R₁ и зону ударной волны. Определяются также: радиус зоны смертельного поражения людей (R_спл); радиус безопасного удаления R_бу, где DР _ф= 5 (кПа); радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа Rпдвк.

Рис.3.1. Взрыв паро и газовоздушной смеси.

1. Зона детонационной волны; 2. Зона ударной волны; R_спл радиус зоны смертельного поражения людей; R_бу радиус безопасного удаления, DР _ф= 5 (кПа); R_ПДВК радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации; R₁ радиус зоны детонационной волны (м); r₂ и r₃ расстояния от центра взрыва до элемента предприятия в зоне ударной волны.

Давление во фронте ударной волны DР_ф2 в зоне ударной волны определяют по табл. 3.1.

Таблица 3.1.Давление во фронте ударной волны

Избыточное давление в зоне детонационной волны DР_ф1= 900 кПа.

Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

R₁= (м) (3.1)

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле R_спл = (м). (3.2)

В формулах (3.1) и (3.2): Q - количество газа, пара в тоннах;

R₁ - радиус зоны детонационной волны;

R_спл - радиус смертельного поражения людей.

ПДВК - определяется по пункту 3.3.3

Расчет избыточного давления в помещении производится по приложению 3.6

Далее по табл. 3.2 определяют степень разрушения элементов объекта.

Таблица 3.2. Вероятные разрушения зданий, сооружений, коммуникаций и оборудования в зависимости от избыточного давления DР_ф, кПа

Таблица 3.3. Глубины зон возможного заражения АХОВ, км при скорости ветра 1 м/с

3.2.2 Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в закрытых помещениях

Расчет производится по нижеприведенной методике НПБ 105 ‑ 95

Если расчетное давление превышает Рmax, то берется Рmax. Свободный объем помещения допускается принимать равным 80% геометрического объема помещения, если нет более точных данных.

Избыточное давление взрыва DP для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов C,H,O,N,CI,Br,F, определяют по формуле:

DP= (P_max - P₀) (3.3)

где P_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п.1.4 (при отсутствии данных допускается принимать p_max = 900 кПа);

P₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать P₀=101 кПа);

m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг;вычисляется для ГГ по приведенной ниже формуле (4);

z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан исходя из характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению; допускается принимать значения z, приведенные ниже;

V_св- свободный объем помещения, м³;

r_г,п - плотность пара или газа, кг×м^-3;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать К_н = 3;

С_ст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ,%(об.), вычисляемая по формуле:

С = (3.4)

Здесь (b= n_c + (n_н - n_x)/4 - n₀/2 - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания (n_c,n_н,n₀,n_x - число атомов C,H,O и галлоидов в молекуле горючего).

Если в воздухе помещений содержатся горючие газы, а также пары легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, то при определении значения массы m, входящей в формулу (1), допускается учитывать работу аварийной вентиляции при условии, что она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), а устройства для удаления воздуха из помещения расположены в непосредственной близости от места возможной расчетной аварии.

Таблица 3.4. Коэффициент z

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, необходимо разделить на коэффициент К.

К = А×Т + 1, (3)

где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с^-1; Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей в объем помещения.

Масса m (кг) поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяют по формуле: m = (Vа +V_т)×r_г, (4)

где Vа,V_т - объем газа, вышедшего соответственно из аппарата и из трубопроводов, м³.

При этом Vа = 0.01× r₁×V, (5)

где r₁ - давление в аппарате,кПа;V - объем аппарата, м³

V_т = V_1т + V_2т, (6)

где V_1т,V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода соответственно до его отключения и после отключения, м³. V_1т = q×T, (7)

где q - расход газа, определяемый в зависимости отдавления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой cреды и т.д., м³×с^-1;

Т - время, с. V_2т = 0.01×p×p₂× (r²₁×L₁ + r²₂×L₂ +.. + r²_n×L_n), (8)

где p₂-максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту,кПа;

r-внутренний радиус трубопроводов,м;

L-длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Оценка пожара

Пожарная характеристика предприятия, цеха сводится в таблицу 3.5.

Таблица 3.5. Пожарная характеристика предприятия, цеха

Таблица 3.6. Классы пожаров и рекомендуемые огнетушащие средства

Далее описываются меры пожарной профилактики:

- порядок извещения о пожаре, пожарные извещатели;

- автоматические средства пожаротушения;

- расположение гидрантов;

- средства первичного пожаротушения;

- пожарная команда, сроки прибытия, возможности и т.п..